人教版選修4 第2章第4節(jié) 化學反應進行的方向 課件（16張）.ppt

化學反應原理 新課標人教版選修四 第二章化學反應速率和化學平衡 第四節(jié)化學反應進行的方向 一 化學反應原理的重要組成部分 反應的快慢程度化學反應原理化學反應的限度反應進行的方向如何判斷反應能否發(fā)生 化學反應進行的方向是一個復雜問題 如果反應已經發(fā)生了 方向其實也已確定 但如果反應還沒有發(fā)生 我們則要通過互相關聯的能量 h 判據 力圖使自身能量趨于最低 和熵判據 由有序變?yōu)闊o序的現象 自發(fā)過程 在一定條件下 不借助外部力量就能自動進行的過程 高山流水 自由落體 能量趨于最低 酸堿中和 二 反應焓變與反應方向 日常生活中長期積累的經驗而總結得到一條經驗規(guī)律 能量判據 體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 這時體系會對外做功或者釋放熱量 h 0 多數能自發(fā)進行的化學反應是放熱反應 如常溫 常壓下 氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應是自發(fā)的 反應放熱 4fe oh 2 s 2h2o l o2 g 4fe oh 3 s h 444 3kj mol 但是 有不少吸熱反應也能自發(fā)進行 如 nh4hco3 s ch3cooh aq co2 g ch3coonh4 aq h2o l h 298k 37 3kj mol還有一些吸熱反應在室溫條件下不能自發(fā)進行 但在較高溫度下則能自發(fā)進行 如在室溫下吸熱反應的碳酸鈣分解反應不能自發(fā)進行 但同樣是這個吸熱反應在較高溫度 1200k 下則能自發(fā)進行 放熱反應過程中體系能量降低 因此具有自發(fā)進行的傾向 焓 h 判據 由此可見 運用焓判據主要依據反應焓變 而焓變 h 的確是一個與反應能否自發(fā)進行的因素 但不是決定反應能否自發(fā)進行的唯一因素 火柴棒散落 墨水擴散 由有序變?yōu)闊o序 同一種物質 其氣態(tài)時會通過分子的擴散自發(fā)形成均勻的混合物 硝酸銨溶于水要吸熱 但它能自發(fā)向水中擴散 三 反應熵變與反應方向 為了解釋這樣一類與能量狀態(tài)的高低無關的過程的自發(fā)性 提出了在自然界還存在著另一種能夠推動體系變化的因素 1 在密閉條件下 體系由有序自發(fā)地轉變?yōu)闊o序的傾向 稱為熵 由大量粒子組成的體系中 用熵來描述體系的混亂度 2 符號用s表示 3 熵值越大 體系混亂度越大 同一物質 s g s l s s 4 熵變和熵增原理 1 熵變 s 化學反應中要發(fā)生物質的變化或物質狀態(tài)的變化 因此存在著熵變 s s反應產物 s反應物產生氣體的反應 氣體物質的物質的量增大的反應 熵變通常都是正值 s 0 為熵增加反應 許多熵增反應在常溫常壓下能自發(fā)進行 有些在室溫條件下不能自發(fā)進行 但在較高溫度下則能自發(fā)進行 2 在與外界隔離的體系中 自發(fā)過程將導致體系的熵增大 這個原理叫做熵增原理 該原理是用來判斷過程的方向的又一個因素 又稱為熵判據 10 的液態(tài)水能自動結冰成為固態(tài)鋁熱反應是熵減反應 它在一定條件下也可自發(fā)進行 因此熵判據判斷過程的方向也是不全面的 討論 課本p37學與問 四 焓變與熵變對反應方向的共同影響 復合判據 自由能 在一定條件下 一個化學反應能否自發(fā)進行 既可能與反應焓變 h 有關 又可能與反應熵變 s 有關 在溫度 壓強一定的條件下 我們要判別化學反應的方向要考慮 h s共同影響的結果 反應焓變 能量判據 反應方向反應熵變 熵判據 h t s 0 則反應自發(fā)進行 反應到達平衡狀態(tài) 反應不能自發(fā)進行 t為絕對溫度 復合判據 焓判據和熵判據的應用 1 由焓判據知 放熱過程 h 0 常常是容易自發(fā)進行 2 由熵判據知 若干熵增加 s 0 的過程是自發(fā)的 3 很多情況下 簡單地只用其中一個判據去判斷同一個反應 可能會出現相反的判斷結果 所以我們應兩個判據兼顧 由能量判據 以焓變?yōu)榛A 和熵判據組合成的復合判據 自由能將更適合于所有的反應過程 4 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向 不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率 如鋼制器件腐蝕 裝在不同地方的氣體等例子 5 在討論過程的方向時 我們指的是沒有外界干擾時體系的性質 如果允許外界對體系施加某種作用 就可能出現相反的結果 例如水 石灰石分解 石墨轉化為金剛石 6 反應的自發(fā)性也受外界條件的影響 如石灰石分解 常溫下是非自發(fā)的 但在1273k時是自發(fā)的反應 典例剖析 例1下列過程是非自發(fā)的是 a 水由高處向低處流 b 天然氣的燃燒 c 鐵在潮濕空氣中生銹 d 室溫下水結成冰例2碳酸銨 nh4 2co3 在室溫下就能自發(fā)地分解產生氨氣 對其說法中正確的是 a 其分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體 使體系的熵增大 b 其分解是因為外界給予了能量 c 其分解是吸熱反應 據能量判據不能自發(fā)分解 d 碳酸鹽都不穩(wěn)定 都能自發(fā)分解 d a 練習與探究 1 下列說法正確的是 a 凡是放熱反應都是自發(fā)的 由于吸熱反應都是非自發(fā)的 b 自發(fā)反應一定是熵增大 非自發(fā)反應一定是熵減少或不變 c 自發(fā)反應在恰當條件下才能實現 d 自發(fā)反應在任何條件下都能實現 2 自發(fā)進行的反應一定是 a 吸熱反應 b 放熱反應 c 熵增加反應 d 熵增加或者放熱反應 c d 3 下列說法正確的是 a 放熱反應一定是自發(fā)進行的反應 b 吸熱反應一定是非自發(fā)進行的 c 自發(fā)進行的反應一定容易發(fā)生 d 有些吸熱反應也能自